JY-MCU Minimum AVR System Board - Programando com o avr-gcc toolchain

Continuando o nosso exame da "Minimum AVR System Board", vamos experimentar desenvolver um primeiro programa em C para ela, usando o avr-gcc toolchain.

Como já vimos antes, o avr-gcc toolchain inclui um compilador C, uma biblioteca e alguns utilitários para o desenvolvimento de programas para os microcontroladores AVR. Como primeiro exemplo, vou fazer um software simples que acende um LED quando um botão é pressionado.

O primeiro passo é examinar o circuito (que está nos arquivos do blog) e preparar um arquivo de include que indique quais os registradores e bits estão conectados aos LEDs e botões:

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1. // Conexões dos LEDS  
2. #define LED_DDR     DDRB  
3. #define LED_PORT    PORTB  
4. #define LED1        _BV(PB7)  
5. #define LED2        _BV(PB6)  
6. #define LED3        _BV(PB5)  
7. #define LED4        _BV(PB4)  
8. #define LED5        _BV(PB3)  
9. #define LED6        _BV(PB2)  
10. #define LED7        _BV(PB1)  
11. #define LED8        _BV(PB0)  
12.   
13. // Conexão das Teclas  
14. #define TEC_DDR     DDRD  
15. #define TEC_PORT    PORTD  
16. #define TEC_PIN     PIND  
17. #define TEC1        _BV(PD4)  
18. #define TEC2        _BV(PD5)  
19. #define TEC3        _BV(PD6)  
20. #define TEC4        _BV(PD7)  

// Conexões dos LEDS
#define LED_DDR     DDRB
#define LED_PORT    PORTB
#define LED1        _BV(PB7)
#define LED2        _BV(PB6)
#define LED3        _BV(PB5)
#define LED4        _BV(PB4)
#define LED5        _BV(PB3)
#define LED6        _BV(PB2)
#define LED7        _BV(PB1)
#define LED8        _BV(PB0)

// Conexão das Teclas
#define TEC_DDR     DDRD
#define TEC_PORT    PORTD
#define TEC_PIN     PIND
#define TEC1        _BV(PD4)
#define TEC2        _BV(PD5)
#define TEC3        _BV(PD6)
#define TEC4        _BV(PD7)

O programa em si é bastante simples. Na iniciação, precisamos programar os pinos onde estão os LEDs como saída e ligar os resistores de pull-up nos pinos onde estão os botões:

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1. // Inicia as direçoes dos pinos de conexão dos LEDs  
2. LED_DDR |= 0xFF;  
3.       
4. // LEDs Apagados  
5. LED_PORT = 0x00;  
6.   
7. // Liga pullup das teclas  
8. TEC_DDR &= ~(TEC1|TEC2|TEC3|TEC4);  
9. TEC_PORT |= TEC1|TEC2|TEC3|TEC4;  

// Inicia as direçoes dos pinos de conexão dos LEDs
LED_DDR |= 0xFF;
    
// LEDs Apagados
LED_PORT = 0x00;

// Liga pullup das teclas
TEC_DDR &= ~(TEC1|TEC2|TEC3|TEC4);
TEC_PORT |= TEC1|TEC2|TEC3|TEC4;

Feito isto, quando um botão estiver apertado o bit correspondente estará em zero; no lado dos LEDs o valor 1 corresponde a aceso. O código abaixo implementa a lógica desejada de forma bem direta:

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1. for (;;)  
2. {  
3.     if ((TEC_PIN & TEC1) == 0)  
4.         LED_PORT |= LED1;  
5.     else  
6.         LED_PORT &= ~LED1;  
7.       
8.     if ((TEC_PIN & TEC2) == 0)  
9.         LED_PORT |= LED2;  
10.     else  
11.         LED_PORT &= ~LED2;  
12.   
13.     if ((TEC_PIN & TEC3) == 0)  
14.         LED_PORT |= LED3;  
15.     else  
16.         LED_PORT &= ~LED3;  
17.   
18.     if ((TEC_PIN & TEC4) == 0)  
19.         LED_PORT |= LED4;  
20.     else  
21.         LED_PORT &= ~LED4;  
22. }  

for (;;)
{
    if ((TEC_PIN & TEC1) == 0)
        LED_PORT |= LED1;
    else
        LED_PORT &= ~LED1;
    
    if ((TEC_PIN & TEC2) == 0)
        LED_PORT |= LED2;
    else
        LED_PORT &= ~LED2;

    if ((TEC_PIN & TEC3) == 0)
        LED_PORT |= LED3;
    else
        LED_PORT &= ~LED3;

    if ((TEC_PIN & TEC4) == 0)
        LED_PORT |= LED4;
    else
        LED_PORT &= ~LED4;
}

Vamos usar um makefile para gerar o programa. Nada de novo aqui, exceto pela parte de gravação do software, que veremos no próximo post:

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1. GCCFLAGS=-g -Os -Wall -mcall-prologues -mmcu=atmega32  
2. LINKFLAGS=-Wl,-Map,${PROGNAME}.map  
3.   
4. PROGNAME=Teste1  
5.   
6. all: ${PROGNAME}.hex  
7.   
8. program: ${PROGNAME}-upload  
9.   
10. ${PROGNAME}.hex: ${PROGNAME}.c jymega32.h  
11.  avr-gcc ${GCCFLAGS} ${LINKFLAGS} -o ${PROGNAME}.o ${PROGNAME}.c  
12.  avr-objcopy -O ihex ${PROGNAME}.o ${PROGNAME}.hex  
13.    
14. ${PROGNAME}-upload: ${PROGNAME}.hex  
15.  bootloadHID ${PROGNAME}.hex  

GCCFLAGS=-g -Os -Wall -mcall-prologues -mmcu=atmega32
LINKFLAGS=-Wl,-Map,${PROGNAME}.map

PROGNAME=Teste1

all: ${PROGNAME}.hex

program: ${PROGNAME}-upload

${PROGNAME}.hex: ${PROGNAME}.c jymega32.h
 avr-gcc ${GCCFLAGS} ${LINKFLAGS} -o ${PROGNAME}.o ${PROGNAME}.c
 avr-objcopy -O ihex ${PROGNAME}.o ${PROGNAME}.hex
 
${PROGNAME}-upload: ${PROGNAME}.hex
 bootloadHID ${PROGNAME}.hex

Executando o make o programa é compilado e linkado e o hex correspondente é gerado.

Falta ver como gravar este hex no ATmega32. Poderíamos regravar toda a flash com o USBtinyISP ou outro programador, mas veremos no próximo post como usar o bootloader que vem de fábrica para gravar a aplicação conectando a placa diretamente a um PC.

Os projeto completo está nos arquivos do blog, em jymega32_teste1.zip.